관로마찰실험

관 로 마 찰 실 험

1. 실험 목적

: 우리 실생활에서 파이프 설계는 중요한 부분을 차지하고 있다. 예를 들어 보일러 배관설계, 석유의 송유관 설비, 도시가스설비, 상수도관 설비 등을 들 수가 있는데, 여기에서 각 유체에 대해 점성에 따른 마찰의 대한 고려는 가장 먼저 시행 될 부분으로 여겨지고 있다. 유체가 관내를 흐를 때 유체 점성에 의한 관 마찰로 인하여 에너지 손실이 발생한다. 본 실험에서는 직선 원관 내에서의 마찰손실을 측정해보고 관 마찰에 의한 에너지 손실을 정확하게 이해하는데 목적이 있다. 평균유속과 수두손실, 레이놀즈수, 마찰계수, 부차적 손실을 계산해보고 또한 레이놀즈수와 마찰계수와의 관계를 log-log그래프로 그려보면서 관 마찰계수가 레이놀즈수에 따라 변화하는 관계를 검토해본다.

2. 관련 이론

비압축성 유체가 관내를 흐를 때에는 다음과 같은 베르누이 방정식이 성립한다.
(여기서 은 마찰손실수두 또는 수두손실이라 하며, 단위중량의 유체가 1에서 2까지 가는 사이에 잃어버린 역학적 에너지의 양이다.)
이때 관의 단면이 일정하고 수평으로 놓여있다고 한다면 , 가 되므로

가 된다.

길…(생략)

1) 층류 파이프 유동(`2,100)

2) 난류 파이프 유동(`2,100)

(1) 매끄러운 파이프 유동

① 3,000``100,000

② 5``3